도닦는공돌이

by 는 '옆에' 혹은 '수단이나 방법'의 뜻을 가지고 있다.

by + which 이하의 전명구는 전체가 관계대명사화된 표현이다. 그래서,

by which : "which 이하의 내용으로 앞의 선행사를 수식하는 표현법이다.

[일반]Diffusion is a process by which one culture or society borrows from another. (출처:YBM)

확산은 한 문화권이나 사회가 다른 것으로부터 빌려오는 과정이다.

또한, 관계부사이기에 빠른 독해가 필요할 때는(?) by which 이하는 해석하지않고 넘어가도 된다.

(ex)

1.       Data Link Layer

앞서 CAN 통신은 통신 프로토콜인 ISO 11898을 따르며, 이는 네트워크상의 디바이스들 간에 정보가 어떻게 교류될 수 있는지를 기술하며, 계층(Layer) 관점에서 정의된 OSI(Open Systems Interconnection) 모델을 따릅니다. 구체적으로 말한다면, 주로 물리적 계층에서 만든 0,1의 두가지 신호를 실질적으로 데이터로 만드는 encoding, 인코딩해서 만들어진 데이터를 가지고 프레임을 형성하는 framing, 오류발생을 막기위한 error detection, 각 포인트와 포인트간에 속도차를 극복하기 위해서 흐름을 제어하는 flow control등의 역할을 수행합니다.

표준 CAN과 확장 CAN

CAN 통신 프로토콜은 CSMA/CD+AMP(Carrier-Sense Multiple-Access protocol with Collision Detection and Arbitration on Message Priority) 방식이다. CSMA는 버스의 각 노드가 메시지 전송을 시도하기 전, 비활성의 규정 기간을 기다려야 한다. CD+AMP는 충돌이 메시지 식별 필드에서 프로그램된 각 메시지의 우선 순위에 기반해 비트 와이즈 중재(Bit-wise Arbitration)를 통해 해결된다는 것을 의미한다. 더 높은 우선순위의 식별자가 항상 버스에 액세스 된다.

표 1에 나타난 표준 CAN의 최초 버전, ISO 11519(저속 CAN)는 표준 11비트 식별자를 갖춘 최고 125kbps의 애플리케이션을 위한 것이다. 2차 버전, ISO 11898(1993) 역시 11비트 식별자를 이용해 125kbps에서 1Mbps까지 신호 속도를 제공한다. 가장 최근의 ISO 11898 개정 버전(1995)은 확장 29비트 식별자를 도입했다. ISO 11898 11비트 버전은 표준 CAN 버전 2.0A으로도 종종 불리며, ISO 11898 개정 버전은 확장 CAN 버전 2.0B로 불린다. 그림 2에서 표준 CAN 11비트 식별자 필드는 211 즉, 2048개의 다른 메시지 식별자를 제공하면서, 그림 3에서 확장 CAN 29비트 식별자는 229 즉 5억 3,700만 개의 식별자를 제공한다.

▶ 통신 방법의 개요

1) 각각의 Message는 자신의 고유 ID를 갖는다 (ID의 크기 : CAN 2.0A = 11bit, CAN 2.0B = 29bit  - 확장형 )

2) 모든 node는 bus idle 상태에서 데이터 전송가능 (multi master)

3) Message 충돌의 중재는 ID를 통하여 우선 순위 결정

4) 수신 node는 message ID를 check 하여 무시 또는 저장

5) 수신 node는 message 수신 후 acknowledge 신호를 발생

6) Message format error를 판단하면 bus에 error 신호를 발생

▶ Message frame의 구성

1) Frame: 하나의 message를 이루는 field 또는 bit들의 집합

2) Data frame : 일반적으로 전송되는 데이터 message

3) Remote frame : 특정한 ID의 data frame 전송을 요청

4) Error frame : Error를 판단한 node가 전송하는 message

5) Overload frame : Data frame 사이에 delay가 필요한 경우 전송하는 frame

[아래의 그림은 Data frame을 나타냅니다] :: CAN 2.0A

* SOF- 단일 도미넌트(dominant) SOF(start of frame) 주요한 (logic 0) 비트로 메시지의 시작을 표시합니다.

또한 무부하 기간 이후 버스의 노드를 동기화하기 위해 사용된다.
* 식별자(Identifier) - 메시지를 식별하고 메시지의 우선 순위를 지정합니다. 프레임에는 11 비트 중재 ID를 사용하는 표준 및 29 비트 중재

ID를 사용하는 확장의 두 가지 포맷이 있습니다. 2진 값이 더욱 낮을수록 우선순위는 더욱 높아진다.
* RTR - 단일 원격 전송 요청(RTR: remote transmission request) 비트는 리모트 프레임과 데이터 프레임을 구별하는 역할을 합니다.

주요한 (logic 0) RTR 비트는 데이터 프레임을 나타냅니다. 열성 (logic 1) RTR 비트는 리모트 프레임을 나타냅니다.

* IDE- 도미넌트 싱글 IDE(identifier extension) 표준과 확장 프레임을 구분합니다

* r0- 역 비트 (추후 표준 개정으로 사용 가능)
* DLC- 4비트 DLC(data length code)는 데이터 필드의 바이트의 수를 나타냅니다

(IDE ~ R0 , DLC는 Control field (6bits) 를 의미한다)

* 데이터 - 애플리케이션 데이터의 최고 64비트가 전송될 수 있다.
* CRC- 16비트(15비트+구획문자)의 순환 중복 확인 CRC(cyclic redundancy check)는

15 비트의 주기적인 중복 체크 코드 + 리세시브 delimiter 비트로 구성됩니다. CRC 필드는 오류 검출에 사용됩니다.
* ACK- 메시지를 정확하게 수신한 모든 CAN 컨트롤러는 메시지의 말미에 ACK 비트를 전송합니다. 전송 노드는 버스 상에 ACK 비트 유무를 확인하고, ACK가 발견되지 않을 경우 전송을 재시도합니다. NI Series 2 CAN 인터페이스에는 수신 전용 모드 기능이 있습니다. 이 때문에, 모니터링 하드웨어에 의한 ACK 비트의 전송이 금지되어 버스의 작동에 영향을 주지 않게 됩니다. ACK는 2비트이며 이 중 1비트는 승인 비트, 2번째 비트는 구획문자이다.
* EOF-프레임 종료 (EOF)의 7비트 필드는 CAN 프레임(메시지)의 종료를 나타내고, 비트 스터핑(bit-stuffing)을 억제시키며, 도미넌트 일 때

스터핑 오류를 가리킨다. 동일한 로직 레벨의 5비트가 정상 동작기간 동안 연속적으로 발생할 때, 반대 로직 레벨의 비트는 데이터로

스터프 된다.
* IFS- 7비트의 IFS(inter-frame space)는 컨트롤러가 요구하는 시간의 양을 포함하며, 메시지 버퍼 영역에서 적절한 위치로 정확하게 수신된

프레임을 이동시킨다.

확장 CAN (Data frame) :: CAN 2.0B

그림 3에서처럼, 확장 CAN 메시지는 다음과 같은 내용이 추가되어 표준 메시지로 동일하다.

* SRR-SRR(substitute remote request) 비트는 표준 메시지 위치에서 RTR 비트를 대신해 확장 포맷에서 플레이스홀더(placeholder)가 된다.

* IDE-IDE(identifier extension)에서 리세시브 비트는 따라야 할 더욱 많은 식별자 비트가 있다는 것을 나타낸다. 18비트 확장은 IDE를 따른다.

* r1-RTR과 r0 비트를 따르는 추가적인 리세시브 비트는 DLC 비트에 앞서 포함된다.

5. Physical Layer

CAN통신은 통신포트를 RS485 방식처럼 병렬로 접속합니다.

통신선 말단에는 임피던스매칭을 위해서 단말 저항을 접속합니다.

라인이 임피던스매칭이 반사에의해 안되면 오류가 많이 발생됩니다.

케이블과 커넥터

- CAN 은 물리적 매체들을 지정하지는 않지만 특정 커넥터와 와이어들을 권장함

- 와이어는 차폐된 꼬임 전선을 권장하며, 선택적 파워가 필요한 경우, 추가적인 한쌍의 꼬임 전선

  (한 쌍의 “차폐된 꼬임 전선”)이 필요하다.

- 커넥터의 종류는 9-pin Dsub, 5-pin mini style, 개방형 스타일

▶ RS485란                                                추가 관련내용 : http://ezcircuits.net/zbxe/18002

RS 232, RS 422의 확장 버전으로, 홈 네트워크를 지원하는 일종의 시리얼 통신 프로토콜 표준 규격. 전송 속도가 늦고 전송 거리가 짧은 RS 232를 보완하기 위해 RS 422 통신 방식을 채택하였다. 이것은 1개의 마스터 장치와 슬레이브 장치 간에 데이터를 주고받는 방식으로 통신하는 반면, RS 485는 모든 장치들이 같은 라인에서 데이터 전송 및 수신을 할 수 있다. 반이중 방식과 전 이중 통신 방식을 모두 지원한다. 또한 RS 485는 최대 드라이버·리시버 수가 각각 32개에 이르고, 최대 속도 10Mbps에 최장 거리 1.2km까지 네트워크 구축이 가능하다. //

RS485는 소프트웨어적인 특성에 대한 용어가 아니고 하드웨어적인 특성을 구분짓는 용어입니다. 우리가 serial통신에서 익히 알고 자주 사용하는 것은 RS232C입니다. 이는 inactive 상태가 -12V, active 상태가 +12V의 신호를 이용하여 RXD신호와 TXD신호를 서로 교차하여 통신이 이루어 질수 있도록 하는 규격입니다. 

마찬가지로 RS422(평형 전송), RS423(불평형 전송), RS485(평형 전송)도 나타내는 규격인 것 입니다. 평형 전송이라 함은 하나의 신호를 두가닥의 신호선을 이용하여 서로 역상의 신호를 실어 보내는 방법 입니다. 그러므로 양단의 장비간의 GND는 공통이 아니어도 전송이 가능함다. 불평형 전송에 사용되는 RS423 의 경우에는 양단 장비간의 GND가 공통이 되어야 함다. 

RS485의 장점은 다음과 같습니다.

1. Multi-drop이 가능하다.(1:N 통신)

   여러대의 RS485장비를 하나의 포트(노드)에 병렬로 계속 연결할수 있습니다.

   RS485 converter IC 종류에 따라 다르지만 10 ~ 32개 정도의 장비를 하나의 포트에 연결 할 수 있습니다.

multi-drop :

A multi-drop bus (MDB) is a computer bus in which all components are connected to the same set of electrical wires. A process of arbitration determines which device gets the right to be the sender of information at any point in time. The other devices must listen for the data that is intended to be received by them.

멀티 드롭 버스 (MDB)는 모든 구성 요소가 전선의 동일한 세트에 연결된 컴퓨터 버스입니다. 중재 과정은 언제든지 정보를 보낸 사람이 되는 권리 즉, 마스터 장치가 되는 것을 의미합니다. 이때 다른 장치들은 수신되는 데이터를 수신 해야 합니다.

2. 통신 속도가 빠르다.

   보통 115.2KBps 에 머무는 RS232에 비해 수 MBPS 까지 속도를 올릴수 있습니다.

3. 통신 가능한 거리가 길다.

   통신 가능한 거리는 주로 속도에 의존하는데 100 kbps 정도의 속도에서 1200m 까지 통신이 가능합니다.

   조금 더 속도를 줄인다면 더 먼거리도 통신이 가능합니다.

4. A / B(또는 U+ / U-) 포트 두가닥의 전선만으로 통신이 가능하다.

하지만 단점도 존재하는데 Multi-drop 이라는 동작 환경상 송/수신을 동시에 할 수 없고 보통은 하나의 Master와 여러개의

 병렬로 연결된 Slave 중 특정 Slave 를 호출하면 해당 Slave가 응답을 하는 형태로 통신망을 구성해야 합니다.

▶ ISO 11898 이란??  :: http://www.iso.org/                                      From Wikipedia, the free encyclopedia

ISO 11898 specifies a serial communication technology called Controller Area Network that supports distributed real-time control and multiplexing for use within road vehicles.  [edit]Structure of the ISO 11898 standard

ISO 11898-1:2003 specifies the data link layer (DLL) and physical signalling of the controller area network (CAN). This document describes the general architecture of CAN in terms of hierarchical layers according to the ISO reference model for open systems interconnection (OSI) established in ISO/IEC 7498-1 and provides the characteristics for setting up an interchange of digital information between modules implementing the CAN DLL with detailed specification of the logical link control (LLC) sublayer and medium access control (MAC) sublayer.

ISO 11898-2:2003 specifies the high-speed (transmission rates of up to 1 Mbit/s) medium access unit (MAU), and some medium dependent interface (MDI) features (according to ISO 8802-3), which comprise the physical layer of the controller area network.

ISO 11898-3:2006 specifies low-speed, fault-tolerant, medium-dependent interface for setting up an interchange of digital information between electronic control units of road vehicles equipped with the CAN at transmission rates above 40 kBit/s up to 125 kBit/s.

ISO 11898-4:2004 specifies time-triggered communication in the CAN. It is applicable to setting up a time-triggered interchange of digital information between electronic control units (ECU) of road vehicles equipped with CAN, and specifies the frame synchronisation entity that coordinates the operation of both logical link and media access controls in accordance with ISO 11898-1, to provide the time-triggered communication schedule.

ISO 11898-5:2007 specifies the CAN physical layer for transmission rates up to 1Mbit/s for use within road vehicles. It describes the medium access unit functions as well as some medium dependent interface features according to ISO 8802-2. This represents an extension of ISO 11898-2, dealing with new functionality for systems requiring low-power consumption features while there is no active bus communication.